某项目化学习小组设计了一款用于监测一氧化碳浓度的安全断路器模拟电路。其电路图如图甲所示，由控制电路（含电源、气敏电阻R0、定值电阻R1、电磁铁E等）和机械传动部分＜含闸刀开关、轻质杠杆AB、铁块C等）组成，电磁铁E位于C的正上方。当控制电路中的电流超过一定值时，铁块C被电磁铁E吸起，杠杆AB偏转，带动细绳拉开闸刀开关，自动切断电路。已知电源电压U为6伏，定值电阻R1的阻值为10欧，OA和OB的长度之比为1：2。E对C的吸引力F0与通过控制电路电流Ⅰ的关系如图乙所示，气敏电阻R0的阻值与一氧化碳浓度的关系如图丙所示。
（1）小组成员将机械传动部分设计为AO的长度小于OB，请从杠杆角度分析这样设计的合理性。 将机械传动部分设计为AO的长度小于OB，当B端力不变时，A端可以产生较大的拉力，拉开闸刀开关将机械传动部分设计为AO的长度小于OB，当B端力不变时，A端可以产生较大的拉力，拉开闸刀开关。
（2）小组成员将重为2.1牛的铁块C固定在杠杆B端支架上，闸刀开关刚好被拉开时所需的力F为0.6牛。电磁铁的电阻和杠杆自重均忽略不计，请计算闸刀开关被拉开时一氧化碳的浓度。
（3）使用一段时间后，由于电源电压减小，导致一氧化碳浓度达到设定值时不能断开闸刀开关。为解决这一问题，小组成员先将定值电阻R1改为阻值合适的滑动变阻器，并提出了如下三种改进方案：①在电路中串联一个电流表：②在R0两端并联一个电压表；③在R1两端并联一个电压表。选择一种你认为合理的方案，并写出电表读数的要求 ①使电流表读数保持为0.4A；②使电压表读数保持为2V①使电流表读数保持为0.4A；②使电压表读数保持为2V。
【答案】将机械传动部分设计为AO的长度小于OB，当B端力不变时，A端可以产生较大的拉力，拉开闸刀开关；①使电流表读数保持为0.4A；②使电压表读数保持为2V
【解答】
【点评】
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发布：2024/5/3 8:0:9组卷：36引用：1难度：0.5
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发布：2024/12/28 14:0:1组卷：785引用：6难度：0.5 -
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